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Ernsthafter Herausforderer - Samil Power

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Einkauf | Wechselrichtertest
Ernsthafter
Herausforderer
DAS SOLARSTROM-MAGAZ I N
Samil Power Solarlake 15000TL
sehr gut
96,7% für mittlere Einstrahlung
6/2012
www.photon.info
Der chinesische Hersteller Samil Power beweist
mit dem »Solarlake 15000TL«, dass er sehr
effiziente Geräte produzieren kann. Schwächen,
die bei der asiatischen Konkurrenz typisch
sind, haben die Ingenieure ausgemerzt.
DAS SOLARSTROM-MAGAZ I N
Samil Power Solarlake 15000TL
sehr gut
97% für hohe Einstrahlung
6/2012
www.photon.info
D
er chinesische Hersteller Samil Power Co. Ltd. ist auf dem deutschen
Markt inzwischen nicht zuletzt dank
großer Marketinganstrengungen kein
Unbekannter mehr. Auch das PHOTONLabor hat bereits ein Gerät aus der Solarriver-Serie getestet und für »sehr gut« befunden (6-2011). Dabei ist auffällig, dass
die Samil-Ingenieure – anders als viele ihrer asiatischen Konkurrenten – das
Trackingverhalten ihrer Wechselrichter
gut im Griff haben. In dieser Hinsicht
macht auch der Solarlake 15000TL keine
Ausnahme, der dem Labor im Rahmen
einer Standardtestvereinbarung zur Verfügung gestellt wurde. Das Gerät, das mit
zwei Trackern arbeitet, die sowohl symmetrisch als auch asymmetrisch oder pa-
Für Querleser
t Samil Power bietet mit dem
Solarlake 15000TL einen flexiblen,
dreiphasigen Wechselrichter ohne
Trafo an, der für einen Photovoltaikgenerator bis maximal 17,3 Kilowatt
ausgelegt ist.
t Seine beiden Tracker arbeiten gut
zusammen und können sowohl
symmetrisch als auch asymmetisch
oder parallel betrieben werden. Das
Gerät ist dabei offensichtlich für
den Parallelbetrieb optimiert.
t Der Wechselrichter kann draußen
installiert werden, allerdings regelt
er ab einer Grenztemperatur von
54,6 Grad Celsius seine Leistung
herunter.
70
rallel betrieben werden können, spulte
auf dem Teststand sein Pensum so solide
ab, das es fast schon schwer fällt, Kritikpunkte zu finden.
Aufbau
Der Samil Power 15000TL ist Teil der
Solarlake-Wechselrichterfamilie mit trafolosen Geräten mit AC-Nennleistungen
zwischen 10.000 und 17.000 Voltampere.
Der interne Aufbau des Testkandidaten ist
sehr kompakt und übersichtlich mit insgesamt sechs Leiterkarten. Neben einer
Steuerungs- und einer Displayleiterkarte
gibt es vier Leistungsteilleiterkarten, die
sich in einer zweiten Montageebene befinden. Auf einer davon sind alle Komponenten für die beiden DC-Eingänge
untergebracht, auf einer zweiten Leiterkarte die beiden Hochsetzstellerkombinationen. Die dritte Leiterkarte ist mit
den drei Ausgangsbrücken bestückt, die
letzte trägt alle Komponenten für den
AC-Ausgang. Eine weitere kleine Leiterkarte, die einen Treiber für Leistungstransistoren beherbergt, kommt gleich
achtfach vor. Die Leistungshalbleiter befinden sich in integrierten Modulen, die
auf der Lötseite der Leiterkarten eingelötet und auf Kühlkörpern auf der Rückseite befestigt sind. Im Leistungsteil werden Folienkondensatoren verwendet, die
generell wenig temperaturempfindlich
und somit langlebiger sind. Die Speicher- und Sinusfilterdrosseln finden sich
auf der Rückseite des Gerätes unterhalb
der Leiterkarten.
Das Gehäuse besteht aus einem großen geschweißten Teilblechteil mit zwei
Einsätzen für die kühlkörperseitigen Lüf-
ter. Als Abdeckung dient ein geschweißtes Stahlblechteil mit einem Durchbruch
für das Display. Das Gehäuse besitzt die
Schutzart IP 65 und eignet sich somit
für die Außenmontage. Weil die Kühlkörperlüfter Kontakt zur Umwelt haben, sollte der Wechselrichter nicht in
stark verschmutzter Umgebung betrieben werden. Sollten die Lüfter sich zusetzen und stehen bleiben, müssen sie
aufwendig repariert oder ausgetauscht
werden. Für Sicherheit sorgt eine selbsttätige Freischaltstelle, die das Netz auf
korrekte Spannungs- und Frequenzverhältnisse überprüft. Zudem gibt es eine
Isolationsprüfung des Solargenerators,
sie testet den Widerstand zwischen den
Anschlüssen des Solargenerators und der
Erde, sowie eine Messung des netzseitigen Ableitstroms.
Das Display mit zwei LED gibt Auskunft über den Betriebszustand, die eingesetzten Elektrolytkondensatoren gehören der Temperaturklasse 105 Grad
Celsius an und sind somit – bezogen auf
die Umgebungstemperatur – gut ausgelegt. Zum Anschluss des Solargenerators
dienen zwei Paare Amphenol Photovoltaik-Steckverbinder. Die Zuleitung zum
Netz wird durch eine Verschraubung
in das Gehäuse geführt und muss an
eine schlecht zugängliche Lüsterklemme angeschlossen werden. Der Solarlake 15000TL verfügt über einen mechanischen DC-Trennschalter, zur Kommunikation stehen eine RS232-Schnittstelle
für die direkte Kontaktaufnahme sowie
eine RS485-Schnittstelle für eine Busverdrahtung sowie Ethernet zur Verfügung.
Optional gibt es auch USB- und CANBus-Schnittstellen
Profi Juni 2012
Romana Brentgens / photon-pictures.com (2)
Verschachteltes Innenleben, unauffälliges Wärmebild: Die Thermografiekamera zeigt unkritische Höchsttemperaturen von 82,4 Grad Celsius im Bereich
der Netztrennrelais
Handhabung
Schaltungsaufbau
Dem Wechselrichter liegt eine Wandhalterung bei, mit 50 Kilogramm ist er
bezogen auf seine DC-Nennleistung ein
Leichtgewicht. Ist der Solargenerator richtig ausgelegt und der interne DC-Freischalter angedockt, geht der Wechselrichter an
den Start. Er benötigt 57 Sekunden für verschiedene Tests bevor er sich auf das Netz
aufschaltet und mit der Arbeit beginnt. Das
farbige, grafikfähige TFT-LCD-Display liegt
in der Ebene der Frontabdeckung, hat eine
weiße Hinterleuchtung und ist sehr gut ablesbar. Es lassen sich für die Bedienoberfläche die Sprachen Englisch, Deutsch, Französisch, Spanisch und Italienisch wählen,
zur Navigation des Menüs dienen sechs
Tasten. In dem Haupt- und den Untermenüs stehen sehr viele Messwerte übersichtlich und anschaulich zur Verfügung.
Der Solarlake 15000TL ist ein trafoloser, dreiphasigen Wechselrichter mit
zwei gleich ausgelegten MPP-Trackern im
Eingang. Er ist zweistufig aufgebaut, zunächst gelangt die Energie des Photovoltaikgenerators über einen Funkentstörfilter in die beiden MPP-Tracker. Diese besitzen im Plus- und im Minuspotenzial
jeweils einen Hochsetzsteller und erzeugen eine Zwischenkreisspannung bezogen auf einen Mittelpunkt. Dabei wird
der Zwischenkreis durch eine Kondensatorhalbbrücke gebildet, an der drei Dreipunkthalbbrücken angeschlossen sind.
Durch die Hochsetzsteller besitzt der
Wechselrichter einen weiten Eingangsspannungsbereich von 380 bis 800 Volt.
Der ausgangsseitige Filter glättet die modulierten Spannungsblöcke zur sinusförmigen Spannung mit der Netzfrequenz
von 50 Hertz. Eine selbsttätige Schaltstelle trennt das Gerät vom Netz, sobald
die Netzspannung oder die Netzfrequenz
von den vorgegebenen Grenzwerten abweicht. Genauso reagiert es auch, wenn
auf der Netzseite ein Fehlerstrom oder
ein Gleichanteil auftritt. Zudem wird auf
der Gleichspannungsseite der Isolationswiderstand und auf der Netzseite der Ableitstrom überprüft. Ein Ausgangsfilter
direkt vor den Netzklemmen beseitigt
Funkstörungen.
Bedienungsanleitung
Der Anschluss und die Bedienung des
Wechselrichters werden in einer ausführlichen Produktbeschreibung dargestellt. Neben Englisch gibt es die Erläuterungen auch in Deutsch, Chinesisch,
Französisch, Spanisch und Italienisch.
Neben allgemeinen Informationen werden auch die Funktionsweise, die Montage, die Anschlüsse, die Anzeige sowie
Fehlermeldungen mit Störungshilfe beschrieben. Die technischen Daten finden
sich ebenso wie einige Blockschaltbilder
von Anlagenkonfigurationen und eine
Reihe von Zertifikaten. Zurzeit können
nur die technischen Daten und eine Installationsbeschreibung von der Website
des Herstellers heruntergeladen werden.
Profi Juni 2012
Messungen
Alle nachfolgenden Messungen beziehen sich auf eine Netzspannung von
230 Volt. Die maximale DC-Spannung
des Solarlake 15000TL beträgt 1.000 Volt,
die DC-Nennleistung 15.600 Watt. Laut
Herstellerangabe lässt sich eine maximale Photovoltaikleistung von 17.300 Watt
anschließen. Da es sich bei dem Wechselrichter um ein Multitracker-Gerät handelt,
kommt die mehrteilige Definition zum
MPP-Spannungsbereich zum Tragen.
Fall 1: Ist die DC-Leistungsaufteilung
auf die Tracker symmetrisch und ergibt in
der Summe die DC-Systemnennleistung
(oder im Verhältnis der Tracker-Nennströme eine arithmetische Aufteilung der DCNennleistung), trifft die Definition des
MPP-Spannungsbereichs für EintrackerWechselrichter zu. Bei jedem Spannungswert innerhalb dieses Bereichs kann der
Wechselrichter somit 100 Prozent der DCSystemnennleistung verarbeiten.
Fall 2: Kann die DC-Leistungsaufteilung auf die Anzahl der Tracker asymmetrisch sein, müssen im Datenblatt die
DC-Systemnennleistung und die maximale Leistung der Tracker spezifiziert
sein. Arbeitet einer der Tracker mit seiner
vollen Leistung, ergibt sich für den anderen eine entsprechend reduzierte Leistung, sodass insgesamt die DC-Systemnennleistung nicht überschritten wird.
Der mit maximaler Leistung betriebene
Tracker-Eingang hat dann einen kleineren MPP-Spannungsbereich als der mit
geringer Leistung laufende.
Fall 3: Ebenfalls möglich ist die Parallelschaltung von Trackern, die der Solarlake 15000TL auch anbietet. Die Benotung des Wechselrichters erfolgt nach
Fall 1 (symmetrische Belastung).
Auffinden des MPP: Bei einer vorgegebenen Kennlinie mit Nennleistung und
einer MPP-Spannung von 579 Volt benöFortsetzung auf Seite 75
71
Einkauf | Wechselrichtertest
K áå=B
Umwandlungswirkungsgrad (symmetrisch)
s
NKMMM
NMM
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VM
UR
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Die Herstellerangabe für den maximalen Umwandlungswirkungsgrad im symmetrischen Betrieb von 98 Prozent verfehlt das Testgerät um 0,3
Prozentpunkte. Doch schon ab 20 Prozent Nennleistung und 420 Volt MPP-Spannung beginnt der
Bereich mit 97 Prozent Umwandlungswirkungsgrad und mehr.
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Das Tracking ist im symmetrischen Betrieb
ohne Fehl und Tadel und liegt konstant über 99
Prozent
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B=kÉååäÉáëíìåÖ=EmjmmF
× MPPT-Anpassungswirkungsgrad (symmetrisch)
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Kpìã=áå=B
= Gesamtwirkungsgrad
(symmetrisch)
s
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Entsprechend groß ist der Bereich des Gesamtwirkungsgrades, der über 97 Prozent liegt. Das
Maximum findet sich bei 45 Prozent Leistung und
einer MPP-Spannung von 623 Volt.
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72
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Kpìã=áå=B
Profi Juni 2012
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Im asymmetrischen Betriebszustand sieht das
Bild nur wenig schlechter aus als im symmetrischen. Das Optimum von 97,6 Prozent findet sich
bei 50 Prozent Nennleistung und einer MPPSpannung für Tracker A von 642 Volt und Tracker
B von 526 Volt.
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B=kÉååäÉáëíìåÖ=EmjmmF
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× MPPT-Anpassungswirkungsgrad (asymmetrisch)
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Umwandlungswirkungsgrad (asymmetrisch)
qêO
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Wiederum ein tadelloses Bild bezüglich des
MPPT-Anpassungswirkungsgrades, wie im
symmetrischen so auch im asymmetrischen Betriebszustand
= Gesamtwirkungsgrad
(asymmetrisch)
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Der maximale Gesamtwirkungsgrad im asymmetrischen Betrieb ist mit 97,6 Prozent identisch mit dem im symmetrischen. Das Optimum
findet sich bei 50 Prozent Nennleistung und 642
Volt (Tracker A) und 526 Volt (Tracker B) MPPSpannung.
VS
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B=kÉååäÉáëíìåÖ=EmjmmF
Profi Juni 2012
TM TR UM UR VM VR NMM
Kpìã=áå=B
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Einkauf | Wechselrichtertest
K áå=B
Umwandlungswirkungsgrad (parallel)
s
NKMMM
NMM
VR
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UM
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Werden die Tracker parallel betrieben, reicht
der Bereich des Umwandlungswirkungsgrades
von 97 Prozent und mehr hinunter bis 15 Prozent
der Nennleistung.
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Anders als in den anderen beiden Betriebszuständen leistet sich der Wechselrichter im Parallelbetrieb kleinste Trackingschwächen bei
Leistungen unter zehn Prozent und hohen MPPSpannungen
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× MPPT-Anpassungswirkungsgrad (parallel)
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B=kÉååäÉáëíìåÖ=EmjmmF
Kpìã=áå=B
= Gesamtwirkungsgrad
(parallel)
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Im Parallelbetrieb steigt das Maximum des
Gesamtwirkungsgrads um 0,2 Prozentpunkte
auf 97,8 Prozent. Das Optimum findet sich bei einer MPP-Spannung von 645 Volt und 40 Prozent
Nennleistung.
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VM
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Kpìã=áå=B
Profi Juni 2012
Fortsetzung von Seite 71
tigt der Wechselrichter 57 Sekunden, bis
er sich auf das Netz aufschaltet. (zu Beginn der Messung waren DC- und ACSeite ausgeschaltet). Nach weiteren 16 Sekunden finden beide Tracker den MPP.
Der Wechsel von 579 Volt zu 557 Volt
dauert bei beiden Trackern sechs Sekunden, beim Wechsel in den nächsthöheren MPP-Bereich von 601 Volt benötigen
sie ebenfalls sechs Sekunden.
MPP-Bereich: Der MPP-Bereich reicht
von 380 bis 800 Volt und entspricht dem eines Superweitbereich-Wechselrichters. Die
maximale MPP-Spannung von 800 Volt
liegt angenehm weit entfernt von der maximalen Eingangsspannung (1.000 Volt).
Es müssen – wie oben beschrieben – drei
Belastungsfälle unterschieden werden:
Fall 1, symmetrisch: Die beiden Tracker
werden jeweils mit der halben DC-Systemnennleistung von 7.800 Watt belastet. Der MPP-Bereich reicht dann von
380 bis 800 Volt und entspricht dem eines Superweitbereich-Wechselrichters.
Fall 2, asymmetrisch: Tracker A wird im
Spannungsbereich von 500 Volt bis 800
Volt mit einer 100 Prozentleistung von
10.000 Watt belastet, Tracker B arbeitet
im Spannungsbereich von 280 bis 800
Volt mit einer 100 Prozentleistung von
5.600 Watt.
Fall 3, parallel: Der Spannungsbereich
entspricht dem des symmetrischen Belastungsfalls. In diesem Betriebsmodus
geht allerdings die Flexibilität eines Multitracker-Wechselrichters verloren.
Umwandlungswirkungsgrad: Der Solarlake 15000TL kann im MPP-Spannungsbereich von 380 bis 800 Volt mit
100 Prozent der Nennleistung arbeiten,
für diesen Diagrammbereich wurde der
Wirkungsgrad ermittelt. Bei einer maximalen DC-Spannung von 1.000 Volt
gibt es einen Bereich mit entgegengesetzter Schraffur, der auf Einschränkungen
beim Einsatz von Dünnschichtmodulen
aufgrund des zu geringen Spannungsabstandes von maximaler MPP-Spannung
und maximaler DC-Spannung hinweist.
Für kristalline Module gibt es keine Einschränkungen.
Fall 1, symmetrisch: Im dreidimensionalen Farbdiagramm sind flächige Bereiche
gleicher Farbe, also gleichen Wirkungsgrades, zu erkennen. Der Bereich des maximalen Wirkungsgrades bildet ein sehr
großes Plateau auf hohem Niveau und erstreckt sich zwischen den MPP-Spannungen von 424 bis 800 Volt im Leistungsbereich ab 20 Prozent. Die senkrechte
Schnittlinie bei 45 Prozent Nennleistung
und die waagerechte Schnittlinie bei 623
Volt MPP-Spannung gehen durch das WirProfi Juni 2012
kungsgradmaximum von 97,7 Prozent. Zu
großen MPP-Spannungen hin nimmt der
maximale Umwandlungswirkungsgrad
um circa 0,2 Prozentpunkte ab, zu kleinen
um circa 0,7 Prozentpunkte. Die Herstellerangabe für den maximalen Wirkungsgrad von 98,0 Prozent wurde somit nicht
ganz erreicht. Bei kleinen Leistungen unter 15 Prozent fällt der Wirkungsgrad um
5,5 bis 8 Prozentpunkte. Es stellte sich bei
Nennleistung ein Leistungsfaktor cos ϕ
von circa eins ein.
Fall 2, asymmetrisch: In diesem Diagramm sind beide MPP-Spannungsbereiche aufgetragen, weil die Arbeitspunkte immer gleichzeitig an den Trackereingängen anlagen. Im dreidimensionalen Farbdiagramm ist eine große
Fläche mit konstant hohem Wirkungsgrad zu erkennen, sie dehnt sich ab einer Leistung von circa 25 Prozent über
nahezu den gesamten MPP-Spannungsbereich aus. Die senkrechte Schnittlinie bei 50 Prozent Nennleistung und
die waagerechte Schnittlinie bei 642
Volt MPP-Spannung des Trackers A und
526 Volt des Trackers B gehen durch das
Wirkungsgradmaximum von 97,6 Prozent. Zu großen MPP-Spannungen hin
nimmt der maximale Umwandlungswirkungsgrad um circa 0,1 Prozentpunkte ab, zu kleinen um circa 0,6 Prozentpunkte.
Fall 3, parallel: Die Fläche mit höchstem
Wirkungsgrad ist in diesem Betriebsfall
noch etwas größer und erstreckt sich
zwischen 15 und 100 Prozent DC-Nennleistung und ab einer MPP-Spannung
von 402 Volt aufwärts. Die senkrechte
Schnittlinie bei 40 Prozent Nennleistung und die waagerechte Schnittlinie bei 645 Volt MPP-Spannung gehen
durch das Wirkungsgradmaximum von
97,9 Prozent. Zu großen MPP-Spannungen nimmt hin der maximale Umwandlungswirkungsgrad um circa 0,2 Prozentpunkte ab, zu kleinen hin um circa 1,0
Prozentpunkte.
Gewichteter Umwandlungswirkungsgrad: Der Europäische Wirkungsgrad ist
im Bereich einer MPP-Spannung von
623 Volt maximal und mit 97,2 Prozent
um 0,4 Prozentpunkte niedriger als die
Herstellerangabe (97,6 Prozent). Die Differenz zwischen maximalem Umwandlungswirkungsgrad und maximalem Europäischem Wirkungsgrad beträgt 0,5
Prozentpunkte. Der Kalifornische Wirkungsgrad fällt mit 97,5 Prozent um circa
0,1 Prozentpunkte höher aus und ebenfalls bei einer MPP-Spannung von 623
Volt maximal.
MPPT-Anpassungswirkungsgrad, Fall 1,
symmetrisch: Über den ganzen Arbeitsbe-
reich ist der MPPT-Anpassungswirkungsgrad sehr schön gleichmäßig und sehr
hoch und beträgt immer über 99 Prozent
der vorgegebenen Leistung.
Fall 2, asymmetrisch: Bei dieser Arbeitsaufteilung sind beide Spannungsbereiche aufgetragen. Wie im symmetrischen
Betriebsfall liegt der MPP-Trackingwirkungsgrad immer über 99 Prozent der
angebotenen DC-Leistung.
Fall 3, parallel: In diesem Betriebsfall
ist – bis auf sehr kleine Schwächen bei
kleinsten Leistungen – wieder das gleiche Verhalten zu beobachten wie beim
symmetrischen Betrieb.
Gesamtwirkungsgrad: Bei einer maximalen DC-Spannung von 1.000 Volt gibt
es – wie oben bereits beschrieben – lediglich einen Bereich mit entgegengesetzter Schraffur, der auf Einschränkungen
beim Einsatz von Dünnschichtmodulen
auf Grund des zu geringen Spannungsabstandes von maximaler MPP-Spannung
und maximaler DC-Spannung hinweist.
Fall 1, symmetrisch: Der Bereich des
maximalen Gesamtwirkungsgrades findet sich bei mittleren Spannungen und
Leistungen, die senkrechte Schnittlinie
bei 45 Prozent Nennleistung und die
waagerechte Schnittlinie bei einer MPPSpannung von 623 Volt gehen durch
das Gesamtwirkungsgradmaximum von
97,6 Prozent.
Fall 2, asymmetrisch: Das Erscheinungsbild des Diagramms gleicht dem im symmetrischen Belastungsfall. Die senkrechte Schnittlinie bei 50 Prozent Nennleistung und die waagerechte Schnittlinie
bei Tracker A (642 Volt MPP-Spannung)
und Tracker B (526 Volt) gehen durch
das Gesamtwirkungsgradmaximum von
ebenfalls 97,6 Prozent.
Fall 3, parallel: In diesem Betriebszustand ist der Bereich des höchsten Gesamtwirkungsgrades noch etwas größer. Die senkrechte Schnittlinie bei
40 Prozent Nennleistung und die waagerechte Schnittlinie bei einer MPPSpannung von 645 Volt gehen durch
das
Gesamtwirkungsgradmaximum
von 97,8 Prozent und liegt damit 0,2
Prozentpunkte höher als im symmetrischen Belastungsfall. Damit fällt das
Messergebnis für die Parallelschaltung
der Tracker besser aus als im symmetrischen Belastungsfall.
Gesamtwirkungsgradverläufe, durchschnittlicher Gesamtwirkungsgrad und
PHOTON-Wirkungsgrad: Das saubere Tracking in allen drei Betriebszuständen
schlägt sich auch bei den Gesamtwirkungsgraden positiv nieder.
Der PHOTON-Wirkungsgrad für mittlere Einstrahlung beträgt 96,7 Prozent,
75
Einkauf | Wechselrichtertest
Gewichteter
Umwandlungswirkungsgrad
dÉïáÅÜíÉíÉê=rãï~åÇäìåÖëïáêâìåÖëÖê~Ç=KbìêçI=K`b`=áå=B
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Kbìêç=eÉêëíÉääÉê~åÖ~ÄÉ=Z=VTIS=B
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Eine Kurve, die kaum Wünsche offen lässt. Die
höchsten Umwandlungswirkungsgrade nach
europäischer und kalifornischer Gewichtung
finden sich jeweils im MPP-Spannungsbereich
von 623 Volt.
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TO
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Gesamtwirkungsgrad
bei unterschiedlichen
Spannungen
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VU
VS
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Nur bei Leistungen unter fünf Prozent der
Nennleistung liegen die Gesamtwirkungsgrade
um die 90 Prozent. Danach steigen sie schnell
an und verharren auf einem Niveau von deutlich
über 97 Prozent.
VO
VM
UU
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TO
TM
Genauigkeit der
Wechselrichteranzeige
Bei geringen Leistungen neigt der Wechselrichter dazu, zu untertreiben. Erst ab 15 Prozent
Nennleistung ist seine Anzeige dann relativ
genau.
76
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UM
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VM
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VR NMM NMR NNM NNR NOM
VR NMM NMR NNM NNR NOM
Profi Juni 2012
der PHOTON-Wirkungsgrad für hohe
Einstrahlung liegt bei 97,0 Prozent. Damit verdient sich der Solarlake zweimal
die Note »sehr gut«.
Einspeisung der Nennleistung: Über den
Eingangsspannungsbereich von 380 bis
800 Volt und bei einer Umgebungstemperatur von 25 Grad Celsius speist der
Wechselrichter 100 Prozent der Nennleistung ein.
Angezeigte Ausgangsleistung: Die vom
Solarlake 15000TL gemessene und angezeigte Ausgangsleistung weicht bei kleinen Leistungen um bis zu minus 14,8
Prozent vom Messwert des Leistungsanalysators ab. Ab 20 Prozent Nennleistung liegt der Fehler im Bereich von
plus 1,7 bis minus 1,1 Prozent. Damit
entspricht die Genauigkeit dem eines
Zählers der Klasse B (früher Genauigkeitsklasse 1).
Betrieb bei höherer Umgebungstemperatur: Bis zu einer Umgebungstemperatur von 54,6 Grad Celsius speist der
Wechselrichter mit 100 Prozent seiner
Nennleistung ins Netz ein, danach reduziert er seine Leistung. Der gewählte
Arbeitspunkt lag bei einer MPP-Spannung von 579 Volt und einer Leistung
von zweimal 7.800 Watt. Der Wirkungsgrad fiel über diesem Temperaturbereich um circa 0,1 Prozentpunkte. Die Schutzart IP 65 und der sehr
weite Temperaturbereich von minus 20
bis plus 60 Grad Celsius erlauben eine
Außenmontage, dabei ist allerdings die
Leistungsreduzierung bei einer Umgebungstemperatur über 54,6 Grad Celsius zu beachten.
Überlastverhalten: Bietet man dem Solarlake 15000TL bei einer MPP-Spannung
von 579 Volt und einer Umgebungstemperatur von 25 Grad Celsius eine Überlast
des 1,3-Fachen der Eingangsnennleistung
an (zweimal 10.140 Watt), begrenzt er auf
eine DC-Leistung von circa 9.171 Watt für
Tracker A und 6.751 Watt für Tracker B.
Das entspricht einer DC-Gesamtleistung
von 15.922 Watt und einer Überlast von
102,1 Prozent. Somit besitzt das Gerät
per Definition einen kleinen Überlastbereich. Bei dieser Leistungsbegrenzung verschiebt das Gerät den Arbeitspunkt auf der
Kennlinie in Richtung höhere Eingangsspannung. Die DC-Spannung stellt sich
auf 628 Volt bei Tracker A und 659 Volt
bei Tracker B ein.
Eigen- und Nachtverbrauch: Im getesteten Grundbauzustand beträgt der
Eigenverbrauch des Gerätes circa fünf
Watt auf der AC-Seite und 22,7 Watt auf
der DC-Seite, der Hersteller macht dazu
keine Angabe. Nachts zieht der Wechselrichter rund fünf Watt Wirkleistung
Profi Juni 2012
aus dem Netz (Herstellerangabe: weniger als fünf Watt).
Thermografie: Die Wärmebildkamera
zeigt den Wechselrichter während er bei
einer Umgebungstemperatur von 25 Grad
Celsius mit Nennleistung arbeitet. Dabei
lassen sich in der Draufsicht Bauteiltemperaturen auf den Leiterkarten von bis zu
82,4 Grad Celsius erkennen. Der Bereich
der höchsten Oberflächentemperaturen
findet sich bei den Netztrennrelais des
Netzausgangs. Die Folienkondensatoren
im Leistungsteil lagen im blauen Bereich
der Temperaturskala.
Kommentar des Herstellers
Wir stimmen mit den Testmethoden und den
Messergebnissen überein, auch wenn sie etwas niedriger ausfallen als unsere eigenen
Messungen. Diese kleinen Unterschiede lassen sich aber durch Toleranzen bei den Messinstrumenten und durch Produkttoleranzen bei
der Wechselrichterherstellung erklären. Man
sollte den Zusammenhang zwischen dem Bereich der verschiedenen MPP-Spannungen, in
dem PHOTON misst, und dem PHOTON-Wirkungsgrad betonen, der für die Verbraucher
nützlich ist, sie aber auch verwirren kann.
Fazit
Samil Power entwickelt sich langsam
zum Hyundai der Wechselrichterbranche: So wie die südkoreanischen Autobauer einst hauptsächlich durch ihre
Niedrigpreisstrategie auffielen, inzwischen aber nahe an Volkswagen-Qualität
heranreichen, so schleicht sich der chinesische Wechselrichterhersteller ebenfalls langsam an die Großen der Branche
an. In dem Solarlake 15000TL bietet das
Unternehmen einen flexiblen Wechselrichter mit superweitem Eingangsspannungsbereich und zwei Trackern, die
ihre Arbeit tadellos verrichten. Auch der
interne Aufbau des Testkandidaten ist
sehr kompakt und übersichtlich. Durch
den Verzicht auf die Verwendung von
Elektrolytkondensatoren im Leistungsteil erhöht sich zudem die Lebenserwartung des Gerätes. Mit dem grafikfähigen
TFT-Display bietet es eine sehr schöne
Möglichkeit für Auswertungen, die Topologie des Leistungsteils erlaubt sehr
hohe Wirkungsgrade.
Der maximale Umwandlungswirkungsgrad beträgt im symmetrischen
Betriebsfall 97,7 Prozent und ist über
dem Spannungsbereich und dem Leistungsbereich sehr konstant. Der Europäische Wirkungsgrad liegt 0,5 Prozentpunkte und der Kalifornische Wirkungsgrad nur 0,2 Prozentpunkte unter dem
maximalen
Umwandlungswirkungsgrad. Durch den sehr gleichmäßig und
hohen MPPT-Anpassungswirkungsgrad
ergibt sich für den Gesamtwirkungsgradverlauf ein im Zahlenwert nur etwas geringerer, fast ähnlicher Verlauf
wie beim Umwandlungswirkungsgrad.
Der MPP-Spannungsbereich ist sehr
weit und hat nur bei Verwendung von
Dünnschichtmodulen eine Einschränkung im oberen Teil in der Nutzung von
Dünnschichtmodulen.
Die Schwankungsbreite des Gesamtwirkungsgrades beträgt über den MPPSpannungsbereich nur minus 0,2 bis plus
0,7 Prozentpunkte und ab zehn Prozent
Leistung über den Leistungsbereich nur
circa zwei bis drei Prozentpunkte. Dadurch
beträgt der PHOTON-Wirkungsgrad für
mittlere Einstrahlung sehr gute 96,7
Prozent. Der Zahlenwert des PHOTONWirkungsgrad für hohe Einstrahlung
liegt sogar noch etwas höher bei 97,0.
Für die Auslegung des MPP einer Photovoltaikanlage sollte das mittlere Drittel des MPP-Spannungsbereichs gewählt
werden. Die Testergebnisse fallen für den
asymmetrischen und den parallelen Belastungsfall genauso gut oder sogar noch
etwas besser aus. Dabei scheint das Gerät für den parallelen Belastungsfall optimiert zu sein.
Der Wechselrichter besitzt mit 102,1
Prozent nur eine geringe Überlastfähigkeit. Die Genauigkeit der Anzeige ist ab
20 Prozent der Nennleistung recht gut.
Der Temperaturbereich des Gerätes ist
sehr weit, eine Abregelung trat bereits
bei einer Grenztemperatur von 54,6 Grad
Celsius auf. Die Temperaturabhängigkeit
des Umwandlungswirkungsgrades des
Wechselrichters ist mit minus 0,1 Prozent sehr gering.
Unter dem Strich ist der Solarlake
15000TL ein sehr gutes Gerät mit einem hohen PHOTON-Wirkungsgrad.
Die beiden MPP-Tracker verleihen ihm
eine hohe Flexibilität. Da es im angegebenen weiten Spannungsbereich keine
DC-Strombegrenzung gibt, ist es für kristalline Module bis 740 Volt voll nutzbar.
Wird der Wechselrichter in einer großen
Photovoltaikanlage eingesetzt, ist die
Verwendung einer Stringbox ein Muss.
Das Testgerät mit der Firmware 1.27
entsprach noch nicht den Anforderungen der novellierten Niederspannungsrichtlinie und denen zum vereinfachten
Einspeisemanagement. Das soll jedoch
für alle seit Februar 2012 ausgelieferten
Wechselrichter der Fall sein.
| Heinz Neuenstein, Matthias B. Krause
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